城市污水处理厂恶臭控制研究探讨分析
摘要：在污水处理过程中会有大量的恶臭气体产生，主要含有硫化氢和氨等发臭物质。这些臭味物质逸散到空气中，易对污水处理厂及其周边的空气环境造成危害。本文分析了城市污水处理厂恶臭的产生及控制技术现状，并对恶臭控制技术的影响因素和卫生防护距离等进行了探讨分析。
关键词：污水处理厂 生物除臭 恶臭气体
一、前言
根据统计资料，截至2008年3月底，我国有1320座城市污水厂投入运营，处理能力达9725万吨/日[1]，这些污水处理厂在很大程度上改善了水环境，但是污水及污泥处理处置过程中产生的恶臭污染却越来越严重。由于经济快速发展和人口的增长，多数污水处理厂在设计和建厂时估计不足，有些污水处理厂被城区包围或临近城区，且多数污水处理厂基本采用敞开式处理构筑物露天运行，污水处理过程中产生的恶臭污染已经对周边环境造成了严重影响，环保部门收到的居民投诉日益增多，恶臭问题越来越受到人们的关注。
二、恶臭的产生及控制技术现状
污水处理厂在污水的输送和处理过程中，以及污泥的处理过程中均有恶臭气体产生。郝薇、艾德鸿等在相关文献中认为污水处理厂的恶臭污染源主要是进水泵房、沉砂池、曝气池、污泥脱水机房及污泥浓缩池等构筑物，其中以污泥处理系统为主要污染源[2、3]。2004年，Frechen F B报道了城市污水处理厂各个污染源恶臭排放强度的调查结果[4]。对恶臭污染源，国内外学者也做了相应调查统计，得出的结果是一样的。由此可知，污水泵房、沉砂池、曝气池以及污泥处理设施是恶臭产生的主要来源。
根据相关资料[5]，污水处理厂逸出的恶臭物质一般可分为五类[4]：第一类是含硫化合物，如硫化氢、硫醇类、硫醚类等；第二类是含氮化合物，如氨气、胺类等；第三类是烃类化合物，如烷烃、烯烃、炔烃、芳香烃等；第四类是含氧有机物，如醇、醛、酮、酚以及有机酸等；第五类是卤素及其衍生物，如氯代烃等。目前，多数污水处理厂关注和监测的为第一类和第二类，且以硫化氢和氨气为主。
在污水处理过程中产生的恶臭物质主要由碳、氮和硫元素组成。大多数的恶臭物质是有机化合物，有活性基团，容易发生化学反应，特别是被氧化。当活性基团被氧化后，气味就消失[6]。针对产生臭气的污染源不同，除臭方法可分为物理除臭、化学除臭和生物除臭等几类，如吸附、吸收、焚烧、催化燃烧、化学氧化、生物处理等。而比较常用的恶臭控制技术主要是生物除臭，在生物法中，目前国内外污水处理厂采用的方法主要有生物滤池法和土壤处理法等，除臭效果较好[7]。
生物除臭因具有简单、投资省、运行费用低、维护管理方便、效果好等优点而发展很快。生物脱臭简单、经济、高效，吸收率达90％以上；低投资，操作和维护费用低，运行、维护量最小；不产生二次污染。
三、恶臭控制技术影响因素及研究分析
污水处理厂恶臭控制技术影响因素主要是温度、湿度、流速以及停留时间和恶臭物质浓度等。
1、温度
生物除臭主要依靠微生物，其生长需要充足的营养和适宜温度，在生物除臭控制系统中，温度对于微生物活性来说是非常重要的。一般地，温度高，生物反应器的去除能力也高。但是，过高过低的温度均会降低微生物的代谢速率和生长速率。
在其它条件相同的情况下，恶臭气体的去除随温度的升高而增大，在25℃左右时达到最大。温度对硫化氢的去除效果有明显的影响[8]，国内多数实验研究也证明了这点。
2、湿度
湿度对恶臭气体的去除也是非常明显的，多数微生物菌种在潮湿的环境下，比较活跃，对恶臭气体的降解比较高，湿度与恶臭去除效果关系在其它条件相同的情况下，生物除臭对硫化氢和氨气的去除率随着湿度的升高而增加。而湿度较低的情况下，恶臭气体的去除效率也较低。
3、流速
对恶臭气体的去除，流速是影响运行效果的重要因素之一。流速不仅影响气体的处理量，而且影响恶臭的去除效率。流速越小，处理量小，去除效率高；而当流速过大时，恶臭气体得不到有效降解，去除率低。
四、关于污水处理厂恶臭卫生防护距离的讨论
对污水处理厂恶臭除了从技术加以控制外，另外一个控制措施就是设计卫生防护距离。而对卫生防护距离的界定，多数设计单位和环评单位在确定卫生防护距离时存在很大差异，有些污水处理厂一直采用300米的卫生防护距离。对300米卫生防护距离的确定，经查我国基本没有明确的法律规定，仅在中国建筑工业出版社1986年出版的《给水排水设计手册》第5册（城市排水）及中国建筑工业出版社1992年出版的高等学校（城市规划专业学生用）试用教材《城市给水排水》中均规定“厂址应与城镇工业区、居住区保持约300米以上距离”。在部分省市的地方文件中也有“城市集中污水处理厂应当与居住区等环境敏感区保持300米以上的防护距离”。对于为何定300米，300米卫生防护距离是否合理，还有很多地方值得商榷。
恶臭卫生防护距离确定的原则：须按最大计算结果确定，在多种恶臭物质共同存在的情况下，应按照污染物最大的卫生防护距离结果确定[9]。同时应考虑多种恶臭物质的叠加作用。卫生防护距离的估算应采用国家推荐的模式类比调查得出。
根据《环境影响评价技术导则 大气环境》（HJ2.2-2008），采用推荐模式中的大气环境防护距离模式计算各无组织源大气环境防护距离；计算大气环境防护距离的污染物排放源强应采用消减达标后的源强。根据推荐的模式，采用最大的源面积以及达标的源强进行估算，是无须设置卫生防护距离的。而目前我国多数污水处理厂主要的恶臭污染源均为敞开式管理，排放的恶臭气体未经处理直接排放，其源强远远超过《恶臭污染物排放标准》（GB14554-93）中的有关规定，有些污水处理厂设置300米的卫生防护距离也是无奈之举。
对污水厂产生的恶臭问题，除了采用有效的恶臭控制技术进行控制外，最佳的环境管理实践（BEMP，Best Environmental Management Practice）也是非常必须的：
1）城镇污水处理厂污泥预处理工艺应根据污水处理工艺的要求，选择设立集泥池、浓缩池、污泥泵房、污泥脱水机房和污泥堆储场(间)等预处理设施。污泥预处理构筑物个数采用两个系列设计。
2）城镇污水处理厂应在污泥产生、贮存和处理各单元（如初沉池、集泥池、浓缩池、污泥脱水机房等）均设置计量装置，以便实施有效的管理。
3）城镇污水处理厂污泥预处理阶段的集泥池、浓缩池、脱水机房、污泥泵房等排放源应达到《恶臭污染物排放标准》(GB14554)中的相关要求。
4）在城镇污水处理厂位于敏感地区时，应从污水以及污泥的收集、转输及处理全过程着手，控制臭气污染。构筑物应密闭，敏感建筑物采用微负压设计，由抽风机抽风，并应满足空间的通风要求；局部恶臭源可设吸风口，收集到的恶臭气体由风机和风管输送至后续处理设施。污泥在城镇污水处理厂预处理后应及时密闭运输或连接后续处理。
五、结论及建议
① 污水处理厂中的污水泵房、沉砂池、曝气池以及污泥处理设施是恶臭产生的主要来源。生物除臭是污水处理厂比较常用的除臭技术。
②污水处理厂恶臭控制技术影响因素主要是温度、湿度、流速以及停留时间和恶臭物质浓度等。除臭滤池的湿度、恶臭气体的相对湿度以及气体温度、气体流速等因素对除臭效果有不同程度的影响。温度升高，湿度增大，有利于恶臭气体有效去除。
③污水处理厂恶臭除了从技术加以控制外，还应通过合理预测和计算，确定卫生防护距离。在土地紧张，恶臭控制技术成熟的当今社会，300米的卫生防护距离有待商榷，合理的卫生防护距离应通过合理预测计算得出。
④须采用推荐模式中的大气环境防护距离模式以及采用消减达标后的源强计算各无组织源大气环境防护距离。
⑤为有效控制城市污水处理厂恶臭对周边环境的影响，除了采用有效的恶臭控制进行控制外，最佳的环境管理实践也是非常必须的。
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